Wasserstoffrat warnt vor Engpass bei Elektrolysemetall Iridium

Grüner Wasserstoff fällt nicht einfach vom Himmel. Er ist vielmehr von irdischen Bedingungen abhängig, eine davon ist Iridium. Das für die bedeutende Proton-Exchange-Membran-Elektrolyse (PEM) erforderliche Edelmetall ist knapp. So knapp, dass der Nationale Wasserstoffrat sich um die Verfügbarkeit beim Wasserstoff-Hochlauf sorgt.

In einem ersten Papier zur „Materialverfügbarkeit im Bereich Wasserstoff“ warnt das von der Bundesregierung eingesetzte Expertengremium vor „drastischen Auswirkungen“ für den Wasserstoffsektor. Diese seien für den Fall zu befürchten, dass Iridium weder im nötigen Umfang zur Verfügung stehe noch genügend Alternativen entwickelt seien.

Iridium ist und bleibt nur Beifang beim Platin-Abbau

Bei Iridium lässt sich laut Wasserstoffrat die Fördermenge nicht einfach erhöhen. Das Metall ist gewissermaßen ein Beifang des Platinabbaus, allerdings nur in geringem Ausmaß. Bei der Förderung von Platin entfallen lediglich 4 Prozent der Menge auf Iridium, im Jahr kommen so bei weltweit 190 Tonnen gewonnenen Platins acht bis neun Tonnen Iridium zusammen. Hauptförderstaaten sind Südafrika und Simbabwe (90 Prozent), den Rest teilen sich Russland und Nordamerika. Eine Ausweitung des Platin-Abbaus sei nicht zu erwarten.

Der Bedarf an Iridium wird im Zusammenhang mit dem Wasserstoff-Hochlauf allerdings deutlich steigen und damit in noch größere Konkurrenz treten zu den bisherigen Verwendungsgebieten, etwa in der Elektrochemie und als Katalysatorkomponente im Automobilbereich. Die technisch effizienteste PEM-Methode, die auf mit Platin und Iridium beschichtete Elektroden setzt, werde bei der Elektrolyse bis 2030 einen Marktanteil von 40 Prozent erreichen.

Aktuell benötigt die PEM-Elektrolyse je 1.000 MW Kapazität eine Menge von 300 bis 400 Kilogramm Iridium. Der weltweite Wasserstoff-Hochlauf soll zu Elektrolyse-Kapazitäten von 170.000 MW führen und damit den Iridium-Bedarf mit 27 Tonnen in etwa verdreifachen, würde das Edelmetall allein im H2-Sektor eingesetzt. Ein entsprechendes Anwachsen der Fördermenge sei allerdings nicht zu erwarten, sagt der Wasserstoffrat.

Recycling und weniger Verbrauch als Strategien gegen Knappheit

Das Gremium sieht nur zwei Möglichkeiten, der erhöhten Iridium-Nachfrage in Zukunft nachkommen zu können. Einmal ist dies die Wiederverwertung des Edelmetalls, die allerdings sehr aufwendig und daher derzeit kaum wirtschaftlich sei. Hier nimmt der Wasserstoffrat den Bund in den Blick, der den Aufbau einer nachhaltigen Recyclingstrategie – wie in Großbritannien erfolgt und in China geplant – gezielt fördern solle. Damit würde auch dem Problem begegnet, dass es in Deutschland aktuell ein Monopol auf wiederverwertetes Iridium und somit keinen freien Markt für das Second-Hand-Metall gebe.

Eine bedeutende Menge ließe sich über das Recycling von Produkten erzielen, die selbst nicht für eine Wiederverwertung in Frage kommen. So könnten aus ausgedienten Zündkerzen und Elektroden derzeit bereits 200 bis 300 Kilogramm Iridium für eine neue Verwendung zur Verfügung stehen. Hier sieht der Nationale Wasserstoffrat ab 2030 Chancen für ein ausgeglichenes Verhältnis von Angebot und Nachfrage. Neue PEM-Elektrolyseanlagen benötigten dann genau so viel Iridium, wie aus dem Recycling verfügbar sei. Voraussetzung dafür seien ausreichend Förderprogramme und -mittel für den Aufbau einer Infrastruktur des Iridium-Recyclings.

Die zweite Strategie gegen die Iridium-Knappheit sei der effizientere Einsatz des Stoffes. Technischer Fortschritt müsse dafür sorgen, dass die Iridium-Beladung bei der Elektrolyse um den Faktor vier sinke. Neben dem reduzierten Verbrauch seien zudem Entwicklungen hin zu größerer Stromdichte, Temperatur und Stabilität zu forcieren.